اندازه گیری سرعت فضاپیمای بازگشتی به کمک ردیابی شاخصه های تصویری
- سال انتشار: 1402
- محل انتشار: مجله ماشین بینایی و پردازش تصویر، دوره: 10، شماره: 2
- کد COI اختصاصی: JR_JMVIP-10-2_002
- زبان مقاله: فارسی
- تعداد مشاهده: 173
نویسندگان
دانشجوی دکتری هوافضا، آزمایشگاه تحقیقات فضایی، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
گروه مهندسی فضایی، دانشکده هوافضا، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده
مساله ی تعیین جابجایی و دوران دوربین براساس شاخصه های متناظر میان فریم های تصویر، از موضوعات مورد بحث در علم بینایی ماشین است. پیچیدگی مساله به یکتا نبودن پاسخ مربوط میشود. در این مقاله از روش حداقل مربعات بازگشتی برای پردازش اطلاعات حاصل از ردیابی شاخصه های تصویری به منظور اندازه گیری جابجایی خطی و زاویه ای دوربین میان فریم های تصویری و متعاقب آن اندازه گیری سرعت استفاده میشود. به طور مشابه، از تطبیق تصاویر لحظه ای دوربین با تصاویر مرجع، برای اندازه گیری خطای ناوبری اینرسی در تعیین خطای موقعیت و وضعیت فضاپیمای حامل دوربین استفاده میشود. همچنین فیلتر کالمن توسعه یافته برای تلفیق مقادیر اندازه گیری شده توسط سامانه بینایی با اطلاعات سیستم ناوبری اینرسی به کار گرفته میشود. بدین ترتیب، همزمان با ارتقاء دقت سیستم ناوبری، امکان دستیابی به تقریب مناسبی از جابجایی دوربین در بازه های زمانی میان فریم های تصویر فراهم میشود. بکارگیری این تقریب به عنوان نقطه شروع، باعث همگرایی روش حداقل مربعات بازگشتی به پاسخ مورد قبول از میان پاسخ های ممکن برای مساله میشود. برای نمایش کارایی روش پیشنهادی، بازگشت یک فضاپیمای نوعی و تصاویر دوربین نصب شده بر روی آن شبیه سازی میشود. خطای سنسورهای اینرسی مدلسازی شده اند. بنابراین سیستم ناوبری اینرسی سرعت، موقعیت و وضعیت فضاپیما را با خطا گزارش میکند. با ردیابی شاخصه های تصویری مناسب و تعیین مختصات نقاط شاخص از پیش نگاشت یافته در تصویر دوربین، خطای سیستم ناوبری اینرسی تخمین زده شده و اصلاح میگردد. صحه گذاری بر نتایج، از طریق مقایسه آنها با مقادیر حاصل از حل معادلات شش درجه آزادی حرکت به عنوان مقادیر صحیح و بدون خطا انجام میشود. نتایج نشان میدهند که در سناریوی تعریف شده برای بازگشت فضاپیما و به ازای مشخصات درنظر گرفته شده برای دوربین و سنسورهای اینرسی، دقت ۰۲/۰ متر بر ثانیه، ۵ متر و ۰۱/۰ درجه به ترتیب در تعیین سرعت، موقعیت و وضعیت قابل دستیابی است، ضمن این که دقت حاصل از بکارگیری سامانه بینایی، مستقل از زمان پرواز، دینامیک پرنده و سایر عوامل موثر بر دقت سیستم ناوبری اینرسی است.کلیدواژه ها
ناوبری اینرسی, ناوبری تلفیقی, ناوبری به کمک تصویر, بینایی ماشین, سرعت سنجی بیناییاطلاعات بیشتر در مورد COI
COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.
کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.